某基坑工程计算书.docx

工程支护方案比选本基坑工程位于昆明市区，基坑长度方向最大值约为56m，宽度方向约为44m，基坑近似呈矩形，但是在基坑的正北方向有一个阳角。基坑所在场地地面标高为-0.75m，坑底标高为-10.55m，基坑最大开挖深度为9.8m。场地地下水位的平均标高为-3.6m。在基坑西侧及南侧分别靠近营旗路和王旗营路，基坑西侧距离营旗路最小距离为14.5m，距离王旗营路最小距离为7.2m。王旗营路为城市主干路，道路下埋有多种城市管线，对基坑开挖产生的变形限制严格。基坑北侧距离基坑开挖面有一栋7层混凝土结构建筑物，建筑物距离基坑开挖面的最小距离为7.1m。按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）（以下简称《规程》）关于支护结构安全等级的相关规定，本基坑工程定为1级。按照《规程》关于支护结构选型的建议，一级基坑支护结构只能为支挡式结构。现阶段常用的支挡结构中，围护结构有排桩（混凝土灌注桩、咬合桩）、地下连续墙、型钢水泥土等，支护结构有内支撑（钢支撑、混凝土支撑）、锚索。下文结合本基坑工程的工程地质、水文地质及周边环境等进行工程支撑结构及围护结构的选型。工程围护结构选型结合昆明市当地基坑工程支护结构选型的工程经验及《规程》关于支护结构选型的建议，本基坑工程围护结构可选形式有混凝土灌注桩+搅拌桩止水帷幕、咬合桩、地下连续墙、型钢水泥土搅拌桩四种主要的形式。下面对各围护结构的工程特征进行分析。钻孔灌注桩+止水帷幕围护结构的特征混凝土灌注桩围护结构具有工程造价相对较低、施工工艺简单、布设灵活等特点而被广泛应用，但是该围护结构不能止水，在地下水位较高的地区，一般要结合止水帷幕使用。钻孔灌注桩围护结构使用工程经验相当丰富，最早在北京、广州、武汉等地使用，以后随着防渗技术的提高，钻孔灌注桩排桩围护体适用的深度范围已逐渐被突破。如上海港汇广场基坑工程，开挖最深达 15m 之多，采用φ1000钻孔围护桩及两排深层搅拌桩止水的复合式围护，取得了较好的效果。此外，天津仁恒海河广场，基坑开挖深度达 17.5m，采用φ11200 钻孔围护桩，并采用三轴水泥搅拌桩机设置了φ1850@650、33m 深止水帷幕（止水帷幕截断第一承压含水层），工程也获得了很好的效果。本基坑工程的平面布置形式较为复杂，且周边环境对基坑变形的要求比较严格，钻孔灌注桩+止水帷幕是本基坑工程围护结构的可选方案之一。咬合桩围护结构咬合桩采用了钢筋混凝土桩与素混凝土桩切割咬合成排桩的型式，构成相互之间互相咬合的桩墙，桩与桩之间可一定程度上传递剪应力。因此，在桩墙受力和变形时，素混凝土桩与配筋混凝土桩和起到共同作用的效果。但是在使用咬合桩的工程中，其止水效果并不理想。在要和桩的施工过程中，因桩基施工误差造成桩身偏位及素混凝土桩在受力变形过程中产生裂缝等风险因素的影响，咬合桩的止水效果并不理想，且相比于钻孔灌注桩+止水帷幕围护结构，其工程造价也相对较高。现阶段咬合桩仅在围护结构施工场地受到限制的工程中少有使用。地连墙围护结构特征地下连续墙相比于其他围护结构形式，具有如下几个方面的特征：施工具有低噪音、低震动等优点，工程施工对环境的影响小；连续墙刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小；墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外的影响较小；可作为地下室结构的外墙，可配合逆作法施工，以缩短工程的工期、降低工程造价。但是地下连续墙一般用在软土地层条件下的深基坑围护结构中，有文献指出，基坑开挖深度超过10m后才能体现出地下连续墙围护结构的经济性来。本基坑工程的开挖深度为9.8m，且主要地层为黏土、粉质粘黏土、圆砾等，其物理力学指标较好。为此，地下连续墙围护结构在本工程的适用性相对较差。型钢水泥土搅拌桩围护结构型钢水泥土搅拌墙（如图 13-1 所示），通常称为SMW 工法（Soil Mixed Wall），是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土截水结构，即利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体，同时钻机前端低压注入水泥浆液，与切碎土体充分搅拌形成截水性较高的水泥土柱列式挡墙，在水泥土浆液尚未硬化前插入型钢的一种地下工程施工技术。该围护结构具有施工灵活、施工周期短、止水性能好、造价较低等特点。该围护结构的一大特色是在工程结束后，插入水泥土搅拌桩中的型钢能够拔出来，这样能有效降低基坑这项临时工程的造价。但是能拔出型钢来降低工程造价只是在理论上可行，在实际工程中，尽管在型钢表面涂抹了防阻剂，但是在工程结束后，仍然较难将型钢拔出来。本基坑工程的开挖深度为9.8m，假定型钢插入开挖底面以下的深度为4m，则H型钢的插入总深度将达到约14.0m，这样的深度更难在工程结束后将型钢取出来。一旦型钢不能取出来，该围护结构的最核心竞争优势——造价低的特点将不复存在。综合以上各种围护结构的特征